電力系統(tǒng)分析上復(fù)習(xí)資料

電力系統(tǒng)分析（上）復(fù)習(xí)提綱

1..電務(wù)系統(tǒng)的定義。

答：消費(fèi)、輸送、安排和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)。

2.電力消費(fèi)的主要特點(diǎn)（電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)）

答：（1〕電能不能大量存儲(chǔ)：（2）電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程特別短促；（3）及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門嚴(yán)密相關(guān)。

3.對(duì)電力系統(tǒng)的根本要求。

答：平安、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶供電及電能消費(fèi)還必需符合環(huán)境愛護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）保證平安牢靠的供電；（2）要有符合要求的電能質(zhì)量；

（3）要有良好的經(jīng)濟(jì)性；（4）盡可能減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的有害影響。

4.無備用網(wǎng)絡(luò)和有備用網(wǎng)絡(luò)分別包括哪幾種接線形式，分別合適什么狀況和什么負(fù)荷類型的供電。

答：無備用網(wǎng)絡(luò)包括：放射式、干線式、樹狀式，無備用接線只適用于向第三類負(fù)何供電。

有備用網(wǎng)絡(luò)包括：雙回放射式、雙回干線式、環(huán)網(wǎng)、兩端供電式，有備用接線適用于第一類和第二類負(fù)荷供電。

5.變壓器的主要參數(shù)包括哪幾個(gè)，駕馭參數(shù)計(jì)算公式和等值電路。

答：變壓器主要參數(shù)包括：電阻/?丁、旦抗X7、電導(dǎo)G『、電納8/、變壓比

變壓器的白

6.線路的主要參數(shù)4RTjXT公式；

答：線路的主要參數(shù)有---工-------2度I

廠］；路的一

7.分裂導(dǎo)線的特點(diǎn)才GTUGT

答：分裂導(dǎo)線可以增大：LJa壓，

8.出名單位制和標(biāo)&儂口/;必。------------

答：在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用V,A,W,。表示，這種用實(shí)際出名單位表示

物理量的方法稱為出名單位制

所謂標(biāo)幺制，就是把各個(gè)物理量均用標(biāo)幺制來表示的一種相對(duì)單位制,標(biāo)幺制（perunit）電路計(jì)算中各物理量和

參數(shù)均以其出名值及基準(zhǔn)值的比值表示的無量綱體制。

9.標(biāo)幺值的計(jì)算公式，為什么要采納標(biāo)幺制？

實(shí)際有名值（任意單位）

答:標(biāo)幺制

基準(zhǔn)值（與有名值同單位）

采納標(biāo)幺制：（1）易于比擬電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)。（2）簡(jiǎn)化計(jì)算公式。（3）簡(jiǎn)化計(jì)算工作。

10.單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)基準(zhǔn)值的選取必需滿意的方程式

答：?jiǎn)蜗嚯娐坊鶞?zhǔn)值的選取必需滿意的方程式;

三柞電路基準(zhǔn)值的選取必需滿意的方程式BL

11.單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式

答：?jiǎn)蜗嘞到y(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式：匕，.=z/,Sp,=V“；三相系統(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式：匕=Z/,S.=VX

12.同步電機(jī)的根本方程包括d,a,0坐標(biāo)系下同步電機(jī)的電勢(shì)方程和磁鏈方程。（填空）

13.派克變換的概念和物理意義。

答：從物理意義上理解，它將視察者的角度從靜止的定了?繞組轉(zhuǎn)移到隨轉(zhuǎn)了-一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上一定子繞組自、互感,

定、轉(zhuǎn)子繞組間互感變成常數(shù)，簡(jiǎn)化同步電機(jī)的原始方程。

14.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的主要特點(diǎn)。

答：（1）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的元素很簡(jiǎn)單依據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線圖和支路參數(shù)直觀地求得.（2）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是稀疏、對(duì)稱矩陣

15.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的物理意義。

Y"節(jié)點(diǎn)i自導(dǎo)納，等于及i相連全部支路導(dǎo)納之和；

節(jié)點(diǎn)i,川司的互導(dǎo)納，等于節(jié)點(diǎn)i,J間支路導(dǎo)納的負(fù)值

16.短路的概念。

答：所謂短路是指一切不正常的相及相之間或相及地之間發(fā)生通路的狀況。

17.短路的類型。

答：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。

18.短路的危急后果。

答：（1）短路點(diǎn)旁邊的支路中出現(xiàn)大電流；（2）系統(tǒng)電壓大幅度下降，影響用戶；

（3）短路點(diǎn)距電源不遠(yuǎn)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；（4）不對(duì)稱短路：不平衡電流

19.短路計(jì)算的目的。

答：（1）電氣設(shè)備的選擇，斷路器，互感器，母線，電纜，瓷瓶等；12）繼電愛護(hù)和自動(dòng)裝置的配置；

（3）設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線；（4）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，短路對(duì)用戶工作的影響

20.同步發(fā)電機(jī)發(fā)生短路電流最大的時(shí)間和條件。

答：短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期出現(xiàn)，若頻率為50Hz時(shí)，這個(gè)時(shí)間約為短路發(fā)生后0.01s。

條件：（1）電路原來處于于空載狀態(tài)，短路恰好發(fā)生在短路周期電流取幅值的時(shí)刻。（2）相當(dāng)于短路發(fā)生在電源電勢(shì)

剛好過零值。

21.短路沖擊系數(shù)的選取范圍和取值。

答：短路沖擊系數(shù)的改變范圍是IV%加工2。發(fā)電機(jī)電壓母線：1.9,發(fā)電廠高壓側(cè)母線：1.85,其它地點(diǎn)：1.8

22.互阻抗（節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣）和轉(zhuǎn)移阻抗的概念有何區(qū)分

答：節(jié)點(diǎn)，?單獨(dú)注入電流L■時(shí)，在節(jié)點(diǎn)j產(chǎn)生的電壓V,及1電流之比即等于節(jié)點(diǎn)八j之間的互阻抗

節(jié)點(diǎn)i單獨(dú)施加電勢(shì)Ei時(shí)，該電勢(shì)及其節(jié)點(diǎn)j產(chǎn)生的短路電流L?之比即等于節(jié)點(diǎn)i、j之間的轉(zhuǎn)移阻抗Zjj；

它們的區(qū)分是：確定互阻抗時(shí)，采納的是某節(jié)點(diǎn)的注入電流和另一節(jié)點(diǎn)的電壓。確定轉(zhuǎn)移阻抗時(shí)，采納的是某節(jié)點(diǎn)的

施加電勢(shì)和另一節(jié)點(diǎn)的短路電流。

二.計(jì)算

習(xí)題1?2電力系統(tǒng)的局部接線示于題圖1-2,各電壓級(jí)的額定電壓及功率輸送方向已標(biāo)明在圖中。

試求：

（1）發(fā)電機(jī)及各變壓器高、低壓繞組的額定電壓；

（2）各變壓器的額定變比；

（3）設(shè)變壓器T-1工作于+5%抽頭、12、T-4工作于主抽頭，T-3工作于一2.5%抽頭時(shí)，各變壓器的實(shí)際變比。

解（1）發(fā)電機(jī)：VGN=10.5kV，比同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%

變壓器T-I為升壓變壓器：VN2=10.5kV,等于發(fā)電機(jī)額定電壓；VNI=242kV，比同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%

變壓器T-2為降壓變壓器；VN1=220kV,等于同電壓及網(wǎng)絡(luò)的額定電壓；丫皿二⑵四和=3&5kV,分別比

同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%o

同理，變壓器T-3：VNI=35kV和VN1=llkVo變壓器T-4：VN1=220kV和VN2=!21kV。

（2）T-1：k.rm=242/10.5=23.048

T-2：b2仆2）=220/121=1.818,^T2（1_3）=220/38.5=5.714,Z:T2（2_3）=121/38.5=3.143

T-3：%T3N=35/11=3.182,T-4：AT4N=220/121=1.818

(3)T-1：kTi=(1+0.05)x242/10.5=24.2

T-2：I4i-z)=220/121=1.818,k.Ir&,(I.T,)=220/38.5=5.714,kIT以./(2-=121/38.5=3.143

T-3：)lT3=(1-0.025)x35/11=3.102,=220/110=2

例2?6已知Z7=(4.()8++j63.52)Q,A=110/11=10試求出圖中變壓器不含勵(lì)磁支路的［［型等值電路。

解：變壓器阻抗折算到高電壓側(cè)時(shí)，含志向變壓器的等值電路示于圖，因此圖中各支路阻抗為

例2-8試計(jì)算如圖所示輸電系數(shù)各元件電抗的標(biāo)幺值。已知各元件的參數(shù)如卜，發(fā)電機(jī)SG(N)=30MV.A,VG(N)=10.5kV,

XG，N產(chǎn)0.26；變壓器T-lSTI(N)=31.5MV.A,Vs%=10.5,3=10.5/121；變壓器T-2ST2(N)=15MVA,Vs%=10.5,kT2=110/6.6；

電抗器VR(N)=6kV,lR(N)=0.3kA,XR%=5；架空線路長(zhǎng)80km,每公里電抗為0.4。；電纜線路長(zhǎng)2.5km,每公里電抗

為0.08Q。

解：首先選擇基準(zhǔn)值7

各元件電抗的標(biāo)幺值"

例6-2在例2-8的電

短路點(diǎn)的電流的出名1

解：取SB=100MV.A,

例3-2已知同步電機(jī)的參數(shù)為：4=1.0,4=0.6,cos。=0.85。試求在額定滿載運(yùn)行時(shí)的電勢(shì)與和與。

解：用標(biāo)幺值計(jì)算，額定滿載時(shí)V=L0.1=1.0

(I)先計(jì)算EQ。由圖的相量圖可得

(2)確定EQ的相位，相量％和V間的相角差

Vsin(p+xnI053+06

EQ和I的相位差為：3+。=arctg——-——=arctg———=53°

Vcos0.85

(3)計(jì)算電流和電壓的兩個(gè)軸向重量

(4)計(jì)算空載電勢(shì)招：旦=EQ+(8—/)/〃=141+(1—0.6)x0.8=1.73

例4?1某電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)示于。各元件阻抗、導(dǎo)納均以標(biāo)幺值標(biāo)于圖中，求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。解：匕:一^二-/33.3

J0.03

習(xí)題4-1系統(tǒng)接線示于題圖4-1,已知各元件參數(shù)如下：

發(fā)電機(jī)G-l：SN=120MV.A,x*=0.23；G-2：SN=60MV.A,=0.14。

變壓器T-l：SN=I20MV.A,匕=10.5%；T-2：SN=60MV.A,=10.5%O

6

線路參數(shù)：玉=0.4Q/km,b,=2,8x10S/kmo線路長(zhǎng)度L-l：120km,L-2：80km,L-3：70kmo?SB=I20MV.A,

VB=Vav,試求標(biāo)幺制下的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。

解：選SB=120MV-A,VB=Vav,采納標(biāo)幺參數(shù)的近似算法，即忽視各元件的額定電壓和相應(yīng)電壓級(jí)的Vav的差

異，并認(rèn)為全部變壓器的標(biāo)幺變比都等于1。

(1)計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值

(2)計(jì)算各支路導(dǎo)納。

(3)計(jì)算導(dǎo)納矩陣元素。

(a)對(duì)角元

(b)非對(duì)角元

導(dǎo)納矩陣如下

習(xí)題5?1供電系統(tǒng)如圖5-1所示，各元件參數(shù)如下。

線路L：長(zhǎng)50km,x=0.4Q/km；變壓器T：SN=100MVA,Vs=10.5%,kT=110/llo假定供電點(diǎn)電壓為106.5kV,保持恒

定，當(dāng)空載運(yùn)行進(jìn)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路。試計(jì)算：(1)短路電流周期重量，沖擊電流，短路電流最大有效值

及短路或,率等的出名值；

解：按出名值計(jì)算

(1)短路電流和短路功率計(jì)算

VY(0)

(a)基頻重量r=kA=0.4181kA

73x147.05

短路點(diǎn)的電流/〃=/%/=0.4184x—kA=4.181kA

0丁11

(b)沖擊電流取Zrimp=1.8

(c)短路電流最大有效值

(d)短路功率Sf=V3VNIP=V3xl.0x4.181MVA=72.424MVA

習(xí)題5-3一臺(tái)無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，已知：PN=50MW,cos^?N=0.8,VN=15.75kV,xd=1.04,xq=0.69,

x；=0.31o發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行，試計(jì)算電勢(shì)線，6和E',并畫出相量圖。

解：已知VG=1.0,IG=1.0,cos^?=0.85,=31.79°,sinQN=052678,設(shè)VG=1.0/0°，則

習(xí)題6?3系統(tǒng)接線示于題圖6-3,己知各元件參數(shù)如下：

發(fā)電機(jī)G：SN=60MV.A,=0